JPH0613357A - 半導体装置のエッチング方法 - Google Patents
半導体装置のエッチング方法Info
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- JPH0613357A JPH0613357A JP16784792A JP16784792A JPH0613357A JP H0613357 A JPH0613357 A JP H0613357A JP 16784792 A JP16784792 A JP 16784792A JP 16784792 A JP16784792 A JP 16784792A JP H0613357 A JPH0613357 A JP H0613357A
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Landscapes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】強誘電体であるＰＺＴ、ＰＬＺＴや電極材料で
あるＰｔ、Ｔｉ等のエッチング工程において、次のいず
れかの工程を含む事を特徴とする半導体装置の製造方
法。（１）イオンミリングで処理した後、アルゴンプラ
ズマで等方性エッチングする。（２）イオンミリングで
処理した後、アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプラズ
マで等方性エッチングする。 【効果】従来方法での異方性の強い物理的なエッチング
方法であるイオンミリング装置によるエッチングで発生
する被エッチング体のレジスト側壁への再付着を防止で
きる。これにより、側壁付着物の残留に起因する層間絶
縁膜のカバレッジの問題や、さらに前記層間絶縁膜上の
配線層の断線、ショート等の発生もなくすことができ
る。また、寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング
形状を得ることもできる。強誘電体メモリ等の製造に有
効である。
あるＰｔ、Ｔｉ等のエッチング工程において、次のいず
れかの工程を含む事を特徴とする半導体装置の製造方
法。（１）イオンミリングで処理した後、アルゴンプラ
ズマで等方性エッチングする。（２）イオンミリングで
処理した後、アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプラズ
マで等方性エッチングする。 【効果】従来方法での異方性の強い物理的なエッチング
方法であるイオンミリング装置によるエッチングで発生
する被エッチング体のレジスト側壁への再付着を防止で
きる。これにより、側壁付着物の残留に起因する層間絶
縁膜のカバレッジの問題や、さらに前記層間絶縁膜上の
配線層の断線、ショート等の発生もなくすことができ
る。また、寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング
形状を得ることもできる。強誘電体メモリ等の製造に有
効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のエッチング
方法、さらに詳しくはイオンミリングを用いた強誘電体
薄膜、高誘電率膜及びその電極のエッチング方法に関す
る。
方法、さらに詳しくはイオンミリングを用いた強誘電体
薄膜、高誘電率膜及びその電極のエッチング方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば強誘電体メモリにおいて、Ｐｔは
キャパシタ部の電極として有効な材料とされている。し
かし、Ｐｔは化学的に非常に安定であるために、そのエ
ッチング工程において化学反応を用いた反応性エッチン
グに使用できる物質は、ウェットエッチでは王水（ＨＮ
Ｏ３：ＨＣｌ＝１：３）、ドライエッチングではＣＦ
４，ＣＬ２等のハロゲン系ガスがあるものの、前者では
制御性が悪い上にフォトレジストが溶けてしまう、後者
ではＰｔのハロゲン化物の蒸気圧が低いためエッチング
速度が極端に遅い等の問題があり、実用という意味では
難しい。また、これらの等方性エッチングでは図３に示
すようにエッチング中において、アンダーカットと呼ば
れる横方向へのエッチングが進み、寸歩変換差及び形状
の再現性に悪影響を及ぼす。
キャパシタ部の電極として有効な材料とされている。し
かし、Ｐｔは化学的に非常に安定であるために、そのエ
ッチング工程において化学反応を用いた反応性エッチン
グに使用できる物質は、ウェットエッチでは王水（ＨＮ
Ｏ３：ＨＣｌ＝１：３）、ドライエッチングではＣＦ
４，ＣＬ２等のハロゲン系ガスがあるものの、前者では
制御性が悪い上にフォトレジストが溶けてしまう、後者
ではＰｔのハロゲン化物の蒸気圧が低いためエッチング
速度が極端に遅い等の問題があり、実用という意味では
難しい。また、これらの等方性エッチングでは図３に示
すようにエッチング中において、アンダーカットと呼ば
れる横方向へのエッチングが進み、寸歩変換差及び形状
の再現性に悪影響を及ぼす。
【０００３】そのため従来は加速されたアルゴンイオン
を被エッチング体に衝突させ、被エッチング体をスパッ
タリングさせることによって物理的かつ異方的にエッチ
ングするイオンミリング装置が用いられてきた。
を被エッチング体に衝突させ、被エッチング体をスパッ
タリングさせることによって物理的かつ異方的にエッチ
ングするイオンミリング装置が用いられてきた。
【０００４】しかしながら、前記イオンミリング装置に
よるエッチングにおいては、選択比がほとんどない上、
エッチングされた被エッチング体が揮発しないため、図
４に示すようにその一部はレジストの側壁部に付着す
る。この側壁付着物はレジスト剥離工程後においても溶
解または剥離されず壁状に残るため（図５）、その後の
層間絶縁膜の形成工程においてそのカバレッジは非常に
小さくなり、また層間絶縁膜上に配線層を形成する工程
においては配線の断線またはショート等の原因となるこ
とがあった。
よるエッチングにおいては、選択比がほとんどない上、
エッチングされた被エッチング体が揮発しないため、図
４に示すようにその一部はレジストの側壁部に付着す
る。この側壁付着物はレジスト剥離工程後においても溶
解または剥離されず壁状に残るため（図５）、その後の
層間絶縁膜の形成工程においてそのカバレッジは非常に
小さくなり、また層間絶縁膜上に配線層を形成する工程
においては配線の断線またはショート等の原因となるこ
とがあった。
【０００５】そこで、従来はレジストの露光現像後、１
３０℃〜２００℃の温度でベークを行なうことによりレ
ジストをリフローさせ、またレジスト膜厚を薄くするこ
とによりレジストのテーパー角を調整し、レジストが垂
直の側壁を持たないようにするといった工夫がなされた
が、それによりレジスト寸法とエッチング寸法との寸法
変換差が大きくなってしまうという問題が出てきた。
３０℃〜２００℃の温度でベークを行なうことによりレ
ジストをリフローさせ、またレジスト膜厚を薄くするこ
とによりレジストのテーパー角を調整し、レジストが垂
直の側壁を持たないようにするといった工夫がなされた
が、それによりレジスト寸法とエッチング寸法との寸法
変換差が大きくなってしまうという問題が出てきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明はこのよ
うな課題を解決するもので、その目的とするところは被
エッチング体のレジスト側壁への付着がなく、寸法変換
差及び形状再現性の良いエッチング方法を提供するもの
である。
うな課題を解決するもので、その目的とするところは被
エッチング体のレジスト側壁への付着がなく、寸法変換
差及び形状再現性の良いエッチング方法を提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる問題を解決するた
めに次の２つの方法が挙げられる。
めに次の２つの方法が挙げられる。
【０００８】まず第一はイオンミリングで処理した後、
アルゴンプラズマで等方性エッチングする方法である。
これは一旦、イオンミリングによってエッチングした
後、発生した前記側壁付着物を除去するために改めて、
前記イオンミリングよりも等方性エッチングに近いアル
ゴンプラズマでエッチングする方法である。ここで、ア
ルゴンプラズマエッチングにおいて前記側壁付着物だけ
でなく基板もエッチングされるため、イオンミリングエ
ッチングとアルゴンプラズマエッチングとのエッチング
速度の関係を考慮した上で、それぞれのエッチング時間
を設定することが肝要である。
アルゴンプラズマで等方性エッチングする方法である。
これは一旦、イオンミリングによってエッチングした
後、発生した前記側壁付着物を除去するために改めて、
前記イオンミリングよりも等方性エッチングに近いアル
ゴンプラズマでエッチングする方法である。ここで、ア
ルゴンプラズマエッチングにおいて前記側壁付着物だけ
でなく基板もエッチングされるため、イオンミリングエ
ッチングとアルゴンプラズマエッチングとのエッチング
速度の関係を考慮した上で、それぞれのエッチング時間
を設定することが肝要である。
【０００９】第二としてイオンミリングで処理した後、
アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプラズマで等方性エ
ッチングする方法である。これも前記第一の方法と同じ
くイオンミリングによって発生した側壁付着物を後から
除去するもので、アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプ
ラズマを用いることで被エッチング体を揮発させ、レジ
スト側壁への前記被エッチング体の再付着を防ぐもので
ある。
アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプラズマで等方性エ
ッチングする方法である。これも前記第一の方法と同じ
くイオンミリングによって発生した側壁付着物を後から
除去するもので、アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプ
ラズマを用いることで被エッチング体を揮発させ、レジ
スト側壁への前記被エッチング体の再付着を防ぐもので
ある。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図にしたがって示
す。
す。
【００１１】まず、図１（ａ）のようにシリコン基板上
に形成されたＰｔ膜（膜厚約１５００オングストロー
ム）にフォトレジストを膜厚約１ミクロンになるように
回転塗布する。２μｍ角の正方形パターンを露光、現像
する（図１（ｂ））。次いでイオンミリングにより異方
性エッチを約７分間行い、被エッチング体を完全に除去
する。この時レジストの側壁には被エッチング体が再付
着し、図１（ｃ）に示すような形状になっている。
に形成されたＰｔ膜（膜厚約１５００オングストロー
ム）にフォトレジストを膜厚約１ミクロンになるように
回転塗布する。２μｍ角の正方形パターンを露光、現像
する（図１（ｂ））。次いでイオンミリングにより異方
性エッチを約７分間行い、被エッチング体を完全に除去
する。この時レジストの側壁には被エッチング体が再付
着し、図１（ｃ）に示すような形状になっている。
【００１２】次に１ｍＴＯＲＲ、５００Ｗでの等方性ア
ルゴンプラズマエッチングを１０分間行う。ここで図１
（ｄ）に示すようにアルゴンイオンは基板及びレジスト
側壁に同時に衝突するため、被エッチング物質のレジス
ト側壁への再付着はない。しかし、シリコン基板もオー
バーエッチ分としてエッチングされる。これによりレジ
スト剥離後、図１（ｅ）に示すように側壁付着物のない
形状を得ることができる。
ルゴンプラズマエッチングを１０分間行う。ここで図１
（ｄ）に示すようにアルゴンイオンは基板及びレジスト
側壁に同時に衝突するため、被エッチング物質のレジス
ト側壁への再付着はない。しかし、シリコン基板もオー
バーエッチ分としてエッチングされる。これによりレジ
スト剥離後、図１（ｅ）に示すように側壁付着物のない
形状を得ることができる。
【００１３】第二の実施例としては、前記第一の実施例
と同じくシリコン基板上に形成されたＰｔ膜（膜厚約１
５００オングストローム）にフォトレジストを膜厚約１
ミクロンになるように回転塗布し（図２（ａ））、２μ
ｍ角の正方形パターンを露光、現像した後（図２
（ｂ））、イオンミリング装置にて約５分間エッチング
を行う。本実施例においては、被エッチング体は完全に
除去されず数百オングストローム程度残っている（図２
（ｃ））。その後１ｍＴＯＲＲ、５００Ｗでの等方性ア
ルゴンプラズマエッチングを約１０分間施して側壁付着
物及び残りの被エッチング体を除去し、レジスト剥離後
図２（ｄ）に示すような側壁付着物の無いエッチング形
状を得る。本実施例においては側壁付着物がないだけで
なく、寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング形状
を得ることが出来た。
と同じくシリコン基板上に形成されたＰｔ膜（膜厚約１
５００オングストローム）にフォトレジストを膜厚約１
ミクロンになるように回転塗布し（図２（ａ））、２μ
ｍ角の正方形パターンを露光、現像した後（図２
（ｂ））、イオンミリング装置にて約５分間エッチング
を行う。本実施例においては、被エッチング体は完全に
除去されず数百オングストローム程度残っている（図２
（ｃ））。その後１ｍＴＯＲＲ、５００Ｗでの等方性ア
ルゴンプラズマエッチングを約１０分間施して側壁付着
物及び残りの被エッチング体を除去し、レジスト剥離後
図２（ｄ）に示すような側壁付着物の無いエッチング形
状を得る。本実施例においては側壁付着物がないだけで
なく、寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング形状
を得ることが出来た。
【００１４】第三の実施例は前記第一の実施例と同様
に、シリコン基板上に形成されたＰｔ膜（膜厚約１５０
０オングストローム）にフォトレジストを膜厚約１ミク
ロンになるように回転塗布し（図１（ａ））、２μｍ角
の正方形パターンを露光、現像する（図１（ｂ））。次
いでイオンミリング装置にて約７分間エッチングを行っ
た後（図１（ｃ））、アルゴンとハロゲン系反応性ガス
のプラズマで約７分間エッチングして、側壁付着物を除
去し、レジスト剥離後図１（ｅ）のようなエッチング形
状を得た。
に、シリコン基板上に形成されたＰｔ膜（膜厚約１５０
０オングストローム）にフォトレジストを膜厚約１ミク
ロンになるように回転塗布し（図１（ａ））、２μｍ角
の正方形パターンを露光、現像する（図１（ｂ））。次
いでイオンミリング装置にて約７分間エッチングを行っ
た後（図１（ｃ））、アルゴンとハロゲン系反応性ガス
のプラズマで約７分間エッチングして、側壁付着物を除
去し、レジスト剥離後図１（ｅ）のようなエッチング形
状を得た。
【００１５】第四の実施例は、前記第二の実施例と同様
に、シリコン基板上に形成されたＰｔ膜（膜厚約１５０
０オングストローム）にフォトレジストを膜厚約１ミク
ロンになるように回転塗布し（図２（ａ））、２μｍ角
の正方形パターンを露光、現像した後（図２（ｂ））、
イオンミリング装置にて約５分間エッチングを行う。本
実施例においては第二の実施例と同様に、被エッチング
体は完全に除去されず数百オングストローム程度残って
いる（図２（ｃ））。その後アルゴンとハロゲン系反応
性ガスのプラズマで約７分間エッチングして、側壁付着
物を除去し、レジスト剥離後図２（ｄ）のようなエッチ
ング形状を得た。
に、シリコン基板上に形成されたＰｔ膜（膜厚約１５０
０オングストローム）にフォトレジストを膜厚約１ミク
ロンになるように回転塗布し（図２（ａ））、２μｍ角
の正方形パターンを露光、現像した後（図２（ｂ））、
イオンミリング装置にて約５分間エッチングを行う。本
実施例においては第二の実施例と同様に、被エッチング
体は完全に除去されず数百オングストローム程度残って
いる（図２（ｃ））。その後アルゴンとハロゲン系反応
性ガスのプラズマで約７分間エッチングして、側壁付着
物を除去し、レジスト剥離後図２（ｄ）のようなエッチ
ング形状を得た。
【００１６】以上の実施例においてはＰｔを使って証明
したが、本発明によればＴｉ、Ａｕ、Ｐｄ等それ以外の
電極材料またはＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等の強
誘電体膜といった、通常反応性エッチの困難な材料にお
いても適用できる。
したが、本発明によればＴｉ、Ａｕ、Ｐｄ等それ以外の
電極材料またはＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等の強
誘電体膜といった、通常反応性エッチの困難な材料にお
いても適用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のエッチン
グによるパターン形成方法において、イオンミリングエ
ッチングにおいて避けることのできなかった被エッチン
グ体のレジスト側壁への再付着をなくすことができた。
これにより、側壁付着物の残留に起因する層間絶縁膜の
カバレッジの問題や、さらに前記層間絶縁膜上の配線層
の断線、ショート等の発生もなくすことができた。ま
た、前記第二第四の実施例においては、側壁付着物が内
だけでなく寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング
形状を得ることが出来た。
グによるパターン形成方法において、イオンミリングエ
ッチングにおいて避けることのできなかった被エッチン
グ体のレジスト側壁への再付着をなくすことができた。
これにより、側壁付着物の残留に起因する層間絶縁膜の
カバレッジの問題や、さらに前記層間絶縁膜上の配線層
の断線、ショート等の発生もなくすことができた。ま
た、前記第二第四の実施例においては、側壁付着物が内
だけでなく寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング
形状を得ることが出来た。
【図１】本発明における第一、第三の実施例の工程説明
図である。
図である。
【図２】本発明における第二、第四の実施例の工程説明
図である。
図である。
【図３】従来の等方性エッチングにおけるエッチング後
の断面形状図である。
の断面形状図である。
【図４】従来のイオンミリングエッチングにおけるエッ
チング後の断面形状図である。
チング後の断面形状図である。
【図５】従来のイオンミリングエッチングにおけるレジ
スト剥離後の断面形状図である。
スト剥離後の断面形状図である。
フォトレジスト： １０１、２０１、
３０１、４０１ Ｐｔ膜： １０２、２０２、
３０２、４０２ シリコン基板： １０３、２０３、
３０３、４０３ 被エッチング体（Ｐｔ）の再付着物：１０４、２０４、
４０４ アルゴンイオン： １０５
３０１、４０１ Ｐｔ膜： １０２、２０２、
３０２、４０２ シリコン基板： １０３、２０３、
３０３、４０３ 被エッチング体（Ｐｔ）の再付着物：１０４、２０４、
４０４ アルゴンイオン： １０５
Claims (3)
- 【請求項１】強誘電体薄膜、高誘電率膜及びその電極の
うちいずれかの材料のエッチング方法において、イオン
ミリングで処理する工程とアルゴンプラズマでエッチン
グする工程とを含むことを特徴とする半導体装置のエッ
チング方法。 - 【請求項２】強誘電体薄膜、高誘電率膜及びその電極の
うちいずれかの材料のエッチング方法において、イオン
ミリングで処理する工程とアルゴンとハロゲン系反応性
ガスのプラズマでエッチングする工程とを含むことを特
徴とする半導体装置のエッチング方法。 - 【請求項３】前記請求項１及び請求項２記載の強誘電体
薄膜がＢａＴｉＯ３、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、高誘電率膜が
ＳｒＴｉＯ３、ＴａＯ３、電極がＰｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ａ
ｕ及びそれらの化合物であることを特徴とする半導体装
置のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16784792A JPH0613357A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 半導体装置のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16784792A JPH0613357A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 半導体装置のエッチング方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11180748A Division JP2000031129A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 半導体装置のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613357A true JPH0613357A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15857194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16784792A Pending JPH0613357A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 半導体装置のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613357A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR980003886A (ko) * | 1996-06-29 | 1998-03-30 | 김주용 | 반도체 소자의 패턴 형성방법 |
| US5892340A (en) * | 1996-06-07 | 1999-04-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle sliding door opening/closing control device |
| KR19990029609A (ko) * | 1997-09-08 | 1999-04-26 | 디어터 크리스트, 베르너 뵈켈 | 높은 종횡비를 가진 구조물을 형성하는 방법 |
| US5898284A (en) * | 1996-06-12 | 1999-04-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle sliding door opening/closing control device |
| KR100224730B1 (ko) * | 1996-12-17 | 1999-10-15 | 윤종용 | 반도체장치의 패턴 형성방법 및 이를 이용한 커패시터 제조방법 |
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| US6278582B1 (en) | 1995-05-17 | 2001-08-21 | Hiatchi, Ltd | Magnetic head and magnetic head manufacturing method |
| JP2006294845A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法およびその装置 |
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1992
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